石墨烯与金属纳米结构相互作用的研究

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1、多参未交万方数据博士学位论文石墨烯与金属纳米结构相互作用的研究Thestudyoftheinteractionofgrapheneandmetallicnanostructure作者：王闻硕导师：何大伟张希清北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟

2、高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：王7司欲签字日期：山f乒年6月，6日新躲歹饰窿签字日期6汩，够年莎月，6日万方数据学校代码：10004北京交通大学博士学位论文石墨烯与金属纳米结构相互作用的研究密级：公开Thestudyoftheinteractionofgrapheneandmetallicnanostructure作者姓名：王闻硕学号：10118374导师姓名：何大伟张希清职称：教授教授学位类别：理学学位级别：博士学科专业：光学研究方向：纳米功能材料的性质与应用北京交通大学2014年6月

3、万方数据致谢本论文的工作是在我的导师何大伟和张希清两位教授的悉心指导下完成的，他们严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此也衷心感谢五年来富鸣、王永生、黄世华、赵辉、彭洪尚等各位老师，尽管他们并不直接指导我的工作，但他们对仪器的精通，对学术的造诣，对科研的态度都令我钦佩不已。我出生的家庭也算书香门第，父母克勤克俭、淡泊名利。他们心怀期许，然从未对我苛刻要求。他们用言传身教塑造我，并笃定不负弄潮之志。他们给我的鼓励与信任助我顺利走过人生各个阶段。在攻读博士最困惑彷徨的岁月里，唯有我的爱人．张天悦博士相伴左右，无论在生活上还是工作上都给

4、了我很多扶持。我们十余年前相识于中学校园，书山寒窗度流年，如今已成帽垂流苏，身着红服的一双博士。她的辛勤睿智永远激励我乘风破浪。我将最诚挚之祝福送给我们，愿快乐于生活，进取于工作，充实于生命。也许，文中所述之方法很快会被取代，所言之推断尚存弊端，所得之结论还未完善。然而，在有限的博士攻读期间，我非常庆幸能够将自己的灵感一步步实现，发表的文章得到认可，结果对同行具有参考价值。更重要的是，我获得了发现问题解决问题的方法，直面未知的从容和敢为天下先的勇气。感谢这五年时光，回首之时，我可以骄傲地说，青春没有虚度，我无愧于博士的头衔。万方数据摘要石墨烯由于其新

5、奇的理化性质，自发现之初一直备受关注，从石墨烯本身的力、热、光、电方面的研究，逐渐扩展为其衍生物与各种其他纳米材料复合物的研究。而金属纳米结构展现出与宏观大块物质和小分子以及其他纳米结构都完全不同的特有性质，如果将它与石墨烯结合起来会产生什么样的奇妙性质，又会带来怎样全新的应用，正是本篇论文研究的重点。本文着眼于石墨烯及其衍生物与金属纳米结构的相互作用，以复合物材料制备为基础，在生物传感、表面增强拉曼散射、催化和荧光等多个方面，探讨这种石墨烯与金属纳米结构复合体系的优势及应用前景。通过表征、计算和讨论，本文认为，合理利用石墨烯与金属纳米结构的相互作用

6、，可以使传感更灵敏，拉曼信号更明显，催化更有效或是荧光更可控。这些研究结果有助于人们进一步理解石墨烯与金属纳米结构的相互作用机理，并为它们在多个领域中的应用提供依据。本论文的主要创新点如下：1．利用无电沉积技术和一步原位还原法，分别将金纳米颗粒复合到CVD生长石墨烯和化学氧化还原石墨烯上。通过电子显微镜、能量散射谱及x光电子能谱的测量手段进行详细表征分析。2．提出利用CVD石墨烯与金纳米颗粒复合物痕量检测的方法。利用这种方法，D2受体激动剂可以被灵敏、便捷的检测出。这个工作为严格控制p2受体激动剂类药物滥用，提供了检测试验新的思路。3．提出利用石墨烯

7、与金纳米颗粒复合物作为表面增强拉曼散射(SERS)衬底的方法，对罗丹明6G拉曼信号进行测试结果表明，拉曼信号强度有效增强，并进行增强机制的详细分析。这项研究为有效增强拉曼信号提供了新的方法，也为研究之前不易被独立观测的化学机制提供了可能。4．研究了石墨烯与金纳米颗粒复合物作为催化鲁米诺．过氧化氢化学发光系统的催化剂的表现。系统论证颗粒尺寸效应和石墨烯辅助作用对系统发光强度的影响，提出最优催化条件，在此条件下，利用该发光系统灵敏检测样品中的过氧化氢和多种有机物。5．提出金属纳米天线调制石墨烯量子点的方法，设计具有多频表面等离子共振(SPR)波段的银纳米

8、八面体结构。利用该种结构SPR与石墨烯量子点发射万方数据北京交通大学博士学位论文与激发波段重合的特性，通过时